Pretvarač kisika: uređaj i tehnologija proizvodnje čelika

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

U procesima dobivanja čelika visoke čvrstoće, operacije legiranja i modifikacija sastava baze igraju važnu ulogu. Osnova ovakvih postupaka je tehnika dodavanja metalnih nečistoća različitih svojstava, ali je od velike važnosti i plinsko-zračna regulacija. Upravo je na ovu tehnološku operaciju usmjeren rad pretvarača kisika, koji se široko koristi u metalurgiji u proizvodnji čeličnih legura u velikim količinama.

Dizajn pretvornika

Oprema je posuda u obliku kruške, s unutarnjom oblogom i otvorom za slavinu za ispuštanje proizvoda taljenja. U gornjem dijelu konstrukcije predviđen je otvor s grlom za dovod koplja, otpada, rastaljenog željeza, smjesa za legiranje i uklanjanje plinova. Tonaža varira od 50 do 400 tona. Kao materijal za izradu konstrukcije koristi se lim ili zavareni srednji čelik.debljine oko 50-70 mm. Tipični uređaj za pretvarač kisika pruža mogućnost odvajanja dna - to su modifikacije s donjim pročišćavanjem mješavinama plina i zraka. Među pomoćnim i funkcionalnim elementima jedinice izdvaja se elektromotor, cjevovodna infrastruktura za cirkulaciju tokova kisika, potisne ležajeve, prigušnu platformu i potporni okvir za montažu konstrukcije.

Potporni prstenovi i klin

Pretvarač se nalazi na valjkastim ležajevima, koji su pričvršćeni na okvir. Dizajn može biti stacionaran, ali to je rijetko. Obično se u fazama projektiranja utvrđuje mogućnost transporta ili premještanja jedinice u određenim uvjetima. Za ove funkcije odgovorna je oprema u obliku potpornih prstenova i klinova. Skupina ležajeva pruža mogućnost torzije opreme oko osi klinova. Prethodni modeli pretvarača pretpostavljali su kombinaciju noseće opreme i tijela opreme za taljenje, ali zbog izloženosti visokim temperaturama i deformacijama pomoćnih materijala, ovo dizajnersko rješenje zamijenjeno je složenijom, ali pouzdanijom i trajnijom shemom interakcije između funkcionalna jedinica i posuda.

Moderni pretvarač kisika posebno je opremljen posebnim potpornim prstenom, u čiju su strukturu također uvedeni klinovi i fiksno kućište. Tehnološki razmak između kućišta i potporne baze sprječava negativne temperaturne učinke na osjetljive elemente ovjesa i pokretnih mehanizama. Sustav pričvršćivanja samog pretvarača izveden je graničnicima. Sam potporni prsten je nosač, formiran od dva poluprstena i držača ploča pričvršćenih na pričvrsnim mjestima.

Okretni mehanizam

Električni pogon omogućuje okretanje pretvarača za 360°. Prosječna brzina rotacije je 0,1-1 m/min. Sama po sebi, ova funkcija nije uvijek potrebna - ovisno o organizaciji tehnoloških operacija tijekom tijeka rada. Na primjer, može biti potrebno okretanje kako bi se vrat usmjerio izravno na točku dovoda otpada, izlijevanja željeza, ispuštanja čelika itd. Funkcionalnost mehanizma za okretanje može biti različita. Postoje jednosmjerni i dvosmjerni sustavi. U pravilu, pretvarači kisika nosivosti do 200 tona pretpostavljaju okretanje samo u jednom smjeru. To je zbog činjenice da je u takvim izvedbama potreban manji zakretni moment pri nagibu vrata. Kako bi se uklonila potrošnja viška energije tijekom rada opreme za teške uvjete rada, opremljen je dvosmjernim mehanizmom rotacije, koji kompenzira trošak manipulacije vratom. Struktura torzijskog sustava uključuje mjenjač, elektromotor i vreteno. Ovo je tradicionalni raspored stacionarnog pogona postavljenog na betonski estrih. Tehnološki zglobni mehanizmi pričvršćeni su na osovinu i pogonjeni pogonskim zupčanikom sa sustavom ležajeva, koji se također aktiviraju elektromotorima kroz sustav osovine.

Dimenzije pretvarača

Tijekom projektiranja, projektni parametri moraju se izračunati na temelju toga koji će se približni volumen pročišćavanja, isključujući izbacivanje taline, proizvesti. Posljednjih godina razvijene su jedinice koje prihvaćaju materijale u količinama od 1 do 0,85 m3/t. Izračunava se i nagib grla, čiji je kut u prosjeku od 20° do 35°. Međutim, praksa rada takvih objekata pokazuje da prekoračenje nagiba od 26° pogoršava kvalitetu obloge. U dubini, dimenzije pretvarača su 1-2 m, ali kako se nosivost povećava, visina konstrukcije se također može povećati. Konvencionalni pretvarači dubine do 1 m mogu prihvatiti opterećenje od najviše 50 tona. Što se tiče promjera, on varira u prosjeku od 4 do 7 m. Debljina vrata je 2-2,5 m.

BOF podstava

Obvezni tehnološki postupak, tijekom kojeg se unutarnje stijenke pretvarača postavljaju zaštitnim slojem. Istodobno, treba uzeti u obzir da je, za razliku od većine metalurških peći, ovaj dizajn podvrgnut mnogo većim toplinskim opterećenjima, što također određuje značajke obloge. To je postupak koji uključuje polaganje dvaju zaštitnih slojeva - funkcionalnog i armaturnog. Sloj zaštitne armature debljine 100-250 mm nalazi se izravno na površini tijela. Njegova je zadaća smanjiti gubitak topline i spriječiti izgaranje gornjeg sloja. Materijal koji se koristi je magnezit ili magnezit-kromitna cigla, koja može služiti godinama bez obnavljanja.

Gornji radni sloj ima debljinu od oko 500-700 mm i vrlo se često mijenja kako se istroši. U ovoj fazi, BOF se obrađuje vatrostalnim spojevima vezanim za pijesak ili smolu bez pečenja. Osnovni materijal za ovaj sloj obloge je dolomit s dodacima magnezita. Standardni izračun opterećenja temelji se na temperaturnom učinku od oko 100-500 °C.

obloga od mlaznog betona

Pod agresivnim temperaturnim i kemijskim utjecajima, unutarnje površine strukture pretvarača brzo gube svoje kvalitete - opet se radi o vanjskom trošenju radnog sloja toplinske zaštite. Obloga od mlaznog betona koristi se kao popravak. Ovo je tehnologija vruće redukcije u kojoj se vatrostalni sastav polaže uz pomoć posebne opreme. Nanosi se ne kontinuirano, već točkasto na jako istrošene dijelove podloge. Postupak se izvodi na posebnim strojevima za mlazni beton koji vodom hlađenu koplju dovode masu koksne prašine i magnezitnog praha do oštećenog područja.

Tehnologije topljenja

Tradicionalno, postoje dva pristupa implementaciji taljenja kisik-konverter - Bessemer i Thomas. Međutim, suvremene metode razlikuju se od njih niskim sadržajem dušika u peći, što poboljšava kvalitetu procesa rada. Tehnologija se provodi u sljedećim fazama:

• Učitavam bilješku. Oko 25-27% ukupne mase punjenja učitava se u kosi pretvarač pomoću žlica.
• Punjenjelijevanog željeza ili legure čelika. Tekući metal na temperaturama do 1450 °C ulijeva se lopaticama u nagnuti pretvarač. Operacija ne traje više od 3 minute.
• Očisti. U ovom dijelu tehnologija proizvodnje čelika u pretvaračima kisika omogućuje različite pristupe u pogledu opskrbe mješavinom plina i zraka. Protok se može usmjeravati odozgo, odozdo, odozdo i kombinirano, ovisno o vrsti dizajna opreme.
• Primanje uzoraka. Mjeri se temperatura, uklanjaju se neželjene nečistoće i očekuje se analiza sastava. Ako rezultati zadovoljavaju zahtjeve dizajna, talina se oslobađa, a ako ne, vrše se prilagodbe.

Prednosti i nedostaci tehnologije

Metoda je cijenjena zbog svoje visoke produktivnosti, jednostavnih shema opskrbe kisikom, strukturalne pouzdanosti i općenito relativno niskih troškova organizacije procesa. Što se tiče nedostataka, oni posebno uključuju ograničenja u smislu dodavanja mulja i recikliranja. Isti otpadni metal s drugim inkluzijama ne može biti veći od 10%, a to ne dopušta modificiranje strukture taljenja u potrebnoj mjeri. Također, puhanje troši veliku količinu korisnog željeza.

Primjena tehnologije

Kombinacija plusa i minusa u konačnici je odredila prirodu upotrebe pretvarača. Konkretno, metalurške tvornice proizvode niskolegirani, ugljični i legirani čelik visoke kvalitete, dovoljan za korištenje materijala u teškoj industriji i građevinarstvu. Primanje čelika uKonverter kisika je legiran i poboljšana pojedinačna svojstva, čime se proširuje opseg konačnog proizvoda. Od dobivenih sirovina izrađuju se cijevi, žice, tračnice, okovi, okovi itd. Tehnologija se također široko koristi u obojenoj metalurgiji, gdje se blister bakar dobiva dovoljnim puhanjem.

Zaključak

Taljenje u konverterskim postrojenjima smatra se moralno zastarjelom tehnikom, ali se i dalje koristi zbog optimalne kombinacije produktivnosti i financijskih troškova za proces. U velikoj mjeri, potražnju za tehnologijom olakšavaju i strukturne prednosti korištene opreme. Ista mogućnost izravnog utovara metalnog otpada, šarže, mulja i ostalog otpada, iako u ograničenoj mjeri, proširuje mogućnosti za modificiranje legure. Druga stvar je da je za punopravni rad velikih pretvarača s mogućnošću okretanja potrebna organizacija odgovarajuće prostorije u poduzeću. Stoga topljenje s pročišćavanjem kisikom u velikim količinama provode uglavnom velike tvrtke.